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    場(chǎng)效應(yīng)管放大電路特點(diǎn)
  • 場(chǎng)效應(yīng)管放大電路特點(diǎn)
  •   發(fā)布日期: 2017-12-20  瀏覽次數(shù): 2,171

     場(chǎng)效應(yīng)管放大電路

      對(duì)應(yīng)三極管的共射、共集及共基放大電路,場(chǎng)效應(yīng)管放大電路也有共源、共漏和共柵三種基本組態(tài)。下面以JFET組成的共源極放大電路為例,介紹場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的工作原理。

      1.自偏壓電路

      自偏壓電路如圖3-10所示。在圖中,場(chǎng)效應(yīng)管柵極通過(guò)柵極電阻RG接地,源極通過(guò)源極電阻RS接地。這種偏置方式利用JFET(或耗盡型MOS管)在柵源電壓uGS=0時(shí),漏極電流iD≠0的特點(diǎn),以漏極電流在源極電阻RS上的直流壓降,給柵源之間提供反向偏置電壓。也就是說(shuō),在靜態(tài)時(shí),源極電位uS=iDRS,由于柵極電流為0,RG上沒(méi)有壓降,柵極電位uG=0,所以柵源之間的偏置電壓為

      uGS=uG-uS=-iDRS

      要說(shuō)明的是,自偏壓方式不能用于由增強(qiáng)型MOS管組成的放大電路。因?yàn)樵鰪?qiáng)型MOS管

      只有當(dāng)uGS達(dá)到UT時(shí)才有iD產(chǎn)生。

    場(chǎng)效應(yīng)管放大電路特點(diǎn)

      對(duì)于圖3-10電路的靜態(tài)工作點(diǎn),可以利用式(3-1)和式(3-3)求聯(lián)立方程,即

      ID=IDSS(1-UGS/UP)2(3-4

      )UGS=-IDRS(3-5)

      求得ID和UGS之后,則有

      UDS=VDD-ID(RD+RS)(3-6)

      例3-1電路如圖3-10所示,已知IDSS=0.5mA,UP=-1V,試確定電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。

      解:根據(jù)上面分析得到的公式有

      ID=0.5(1+UGS)2

      UGS=-2ID

      將UGS表達(dá)式代入ID表達(dá)式中,得

      ID=0.5(1-2ID)2

      解方程得

      ID=(0.75±0.56)mA

      而IDSS=0.5mA,ID不應(yīng)大于IDSS,所以

      IDQ=0.19mA

      UGSQ=0.38V

      UDSQ=11.9

      2.分壓式自偏壓電路

      雖然自偏壓電路比較簡(jiǎn)單,但是當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)確定后,uGS和iD就確定了,因而RS選擇的范圍很小。分壓式自偏壓電路是在圖3-10電路的基礎(chǔ)上加接分壓電阻后組成的,如圖3-11所示。漏極電源VDD經(jīng)分壓電阻RG1和RG2分壓后,通過(guò)RG3供給柵極電壓,uG=RG2VDD/(RG1+RG2);同時(shí)漏極電流在源極電阻RS上也產(chǎn)生壓降,uS=iDRS。因此,靜態(tài)時(shí)加在JFET上的柵源電壓為

     

      uGS=uG-u

      =VDDRG2/(RG1+RG2)-iDRS(3-7)

      同樣可根據(jù)式(3-1)和(3-7)求聯(lián)立方程,即

      ID=IDSS(1-UGS/UP)2

      UGS=VDDRG2/(RG1+RG2)-IDRS

      從而求出ID和UGS,并求出

      UDS=VDD-ID(RD+RS)

      得出電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。

      3、場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的動(dòng)態(tài)分析

      圖3-10自偏壓電路可以用圖3-12的交流等效電路來(lái)表示,圖中RL為放大電路外加的負(fù)載電阻。從圖中不難求出電壓放大倍數(shù)Au、Ri和Ro三個(gè)性能參數(shù)。

    場(chǎng)效應(yīng)管放大電路特點(diǎn)

      1.電壓放大倍數(shù)Au

      由圖3-12可得出

      Au=uo/ui=(-idR′L)/ugs=-(gmugsR′L)/ugs

      即

      Au=-gmR′L(3-8)

      其中,R′L=RD∥RL。

      式(3-8)表明,JFET共源放大電路的電壓放大倍數(shù)Au與跨導(dǎo)gm成正比,且輸出電壓與輸入電壓反相。

      2.輸入電阻Ri和輸出電阻Ro

     

      由圖3-12可得

      Ri≈RG(3-9)

      Ro≈RD(3-10)

      可見(jiàn),共源放大電路的輸入電阻Ri主要由偏置電阻RG決定,而輸出電阻Ro則由漏極電阻RD決定。

      場(chǎng)效應(yīng)管放大電路的優(yōu)缺點(diǎn)

               優(yōu)點(diǎn)

     ?。?)輸入電阻大。用普通三極管做成放大電路,共射電路的輸入電阻約幾KΩ,(我們一般稱(chēng)之為10^3級(jí)),共集電極電路的輸入電阻也只能做到幾十K歐到一百多K歐(10^5級(jí)),而使用結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管(JFET)就可做到輸入電阻10^6級(jí),使用MOS管能做到10^8級(jí)以上。

     ?。?)溫度穩(wěn)定性好,由于場(chǎng)效應(yīng)管里沒(méi)有漂移電流,基本不受溫度變化的影響。

      缺點(diǎn):

     ?。?)放大倍數(shù)小,一級(jí)放大只能做到幾倍(可能不到10倍),(2)輸入端由于靜電感應(yīng)容易產(chǎn)生擊穿。


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